A análise filogenética e reconstrução dos caracteres químicos em espécies de Piper indicou clados especializados na produção de ácidos benzoicos/cromenos, amidas e lignóides. Os perfis químicos das espécies foram determinados pela análise dos extratos brutos por RMN de 1H combinados com análise de componente principal (PCA). Destacou-se a ocorrência de lignanas dibenzilbutirolactônicas e furofurânicas no clado Macrostachys, enquanto que para Schilleria foi observado o acúmulo preferencial de fenilpropanóides, lignanas tetraidrofurânicas e benzofurânicas. Espécies de localidades distintas classificadas como Piper solmsianum apresentaram diferentes perfis químicos e características morfológicas. A análise da variabilidade química e genética por PCA e microssatélites, respectivamente, indicou a segregação das populações de acordo com o local de coleta e apontou o potencial para o uso conjunto das técnicas para distinguir os espécimens de P. solmsianum. As sequências dos genes acetiltransferase, propenilfenol sintase e proteína dirigente forneceram as primeiras informações sobre os genes envolvidos na biossíntese de lignanas/fenilpropanoides em P. solmsianum. / The phylogenetic analysis and reconstruction of chemical characters in Piper species distinguished clades specialized in the production of benzoic acids/chromenes, amides and lignoids. The chemical profiles of these species were determined by analysis of crude extracts by 1H NMR combined with principal component analysis (PCA). It is remarkable that lignans of dibenzylbutyrolactone and furofurans type occur in Macrostachys while Schilleria contains dimers of propenylphenols such as tetrahydrofurans lignans and benzofuran neolignans. Piper solmsianum specimens collected from distinct sites showed differences in their morphology and chemical profiles. The assessment of chemical and genetic variability by PCA and microsatellites, respectively, indicated the segregation of populations according to the sampling site and pointed out to the potential use for the combined approaches to distinguish P. solmsianum specimens. The sequences of the genes acetyltransferase, propenylphenol synthase and dirigent protein provided the first information about the genes involved in the biosynthesis of lignans/phenylpropanoids in P. solmsianum.

A grandisina é uma lignana tetrahidrofurânica biologicamente ativa, sendo sua ação antiparasitária a mais abordada. A doença de Chagas é um problema endêmico do Brasil e considerado um grande problema de saúde pública no mundo. Estudos que permitam o desenvolvimento de tratamentos alternativos são necessários, uma vez que essa iniciativa costuma ficar mais restrita ao nível governamental. Nesse sentido, várias alternativas de emprego de extratos e substância de origem natural têm sido avaliadas, porém, ainda há a necessidade de um estudo mais amplo, visando compreender o real potencial terapêutico e os fenômenos envolvidos com a farmacocinética, farmacodinâmica e toxicidade. No presente trabalho foi possível verificar que o metabolismo inicial pela microbiota de ceco de porco, muito similar humana, não atuou sobre a grandisina o que sugere um possível uso por via oral. Em reações biomiméticas foi obtida como produto de oxidação majoritário a deidrograndisina, molécula esta inédita na literatura, a qual também foi observada como metabólito no modelo que empregaram microssomas hepáticos de ratos. Esses dados indicaram uma possível metabolização de fase I, o que foi confirmado posteriormente em animais. Devido a sua polaridade foi desenvolvida uma emulsão para administração da lignana a qual pode posteriormente ser utilizada no ensaio de eficácia in vivo da grandisina. O ensaio in vivo indicou que os parâmetros farmacocinéticos desta lignana foram Cp0 728,16 ng mL-1, Ke 0,023 h-1, Vd 53,0 L Kg-1, t1/2 29,8 h, ASC0®¥ 40510,65 ng mL-1 h e Clearance 1,2 L h-1 Kg-1. Portanto, o trabalho relata de forma pioneira estudos pré-clínicos com um produto natural brasileiro contribuindo e dando suporte para possíveis estudos clínicos posteriores essenciais e obrigatórios para o registro de um novo medicamento para o tratamento da doença de Chagas. / Grandisin is a tetrahydrofuranic lignan for which many biological activities have been described. The antiparasitic action is the most studied biological activity. Chagas disease is endemic to Brazil and considered a big healthcare problem worldwide. Studies that allow the development of alternative treatment are necessary since research in this area is usually done by the government. Out of this reason, natural extracts and substances have been evaluated as alternative. However, a broader study still will be needed to recognize the real therapeutical potential and the phenomena related to pharmacokinetics, pharmacodynamics and toxicity. In this study, it was possible to verify that the initial metabolism of grandisin by pig ceacum microbiota, which is very similar to the human one, has not occurred what could suggest an oral use. In the biomimetic reactions, dehydrograndisin was obtained as the major oxidation product. This new compound has also been cited in literature as a metabolite produced by hepatic rat microsomes. These data suggest a possible phase I metabolism reaction, which later was confirmed in the animal model. Due to the low polarity of grandisin, an emulsion for intravenous administration was developed and may be used later in an in vivo efficacy assay. The in vivo assay has been evaluated and the lignan pharmacokinetic parameters were Cp0 728,16 ng mL-1, Ke 0,023 h-1, Vd 53,0 L Kg-1, t1/2 29,8 h, ASC0®¥ 40510,65 ng mL-1 h and Clearance 1,2 L h-1 Kg-1. Therefore, this study pioneeringly reports the pre-clinical study of a Brazilian natural product contributing to and supporting later clinical studies that are essential and mandatory for a new medicine registration for the treatment of Chagas disease

A análise filogenética e reconstrução dos caracteres químicos em espécies de Piper indicou clados especializados na produção de ácidos benzoicos/cromenos, amidas e lignóides. Os perfis químicos das espécies foram determinados pela análise dos extratos brutos por RMN de 1H combinados com análise de componente principal (PCA). Destacou-se a ocorrência de lignanas dibenzilbutirolactônicas e furofurânicas no clado Macrostachys, enquanto que para Schilleria foi observado o acúmulo preferencial de fenilpropanóides, lignanas tetraidrofurânicas e benzofurânicas. Espécies de localidades distintas classificadas como Piper solmsianum apresentaram diferentes perfis químicos e características morfológicas. A análise da variabilidade química e genética por PCA e microssatélites, respectivamente, indicou a segregação das populações de acordo com o local de coleta e apontou o potencial para o uso conjunto das técnicas para distinguir os espécimens de P. solmsianum. As sequências dos genes acetiltransferase, propenilfenol sintase e proteína dirigente forneceram as primeiras informações sobre os genes envolvidos na biossíntese de lignanas/fenilpropanoides em P. solmsianum. / The phylogenetic analysis and reconstruction of chemical characters in Piper species distinguished clades specialized in the production of benzoic acids/chromenes, amides and lignoids. The chemical profiles of these species were determined by analysis of crude extracts by 1H NMR combined with principal component analysis (PCA). It is remarkable that lignans of dibenzylbutyrolactone and furofurans type occur in Macrostachys while Schilleria contains dimers of propenylphenols such as tetrahydrofurans lignans and benzofuran neolignans. Piper solmsianum specimens collected from distinct sites showed differences in their morphology and chemical profiles. The assessment of chemical and genetic variability by PCA and microsatellites, respectively, indicated the segregation of populations according to the sampling site and pointed out to the potential use for the combined approaches to distinguish P. solmsianum specimens. The sequences of the genes acetyltransferase, propenylphenol synthase and dirigent protein provided the first information about the genes involved in the biosynthesis of lignans/phenylpropanoids in P. solmsianum.

A grandisina é uma lignana tetrahidrofurânica biologicamente ativa, sendo sua ação antiparasitária a mais abordada. A doença de Chagas é um problema endêmico do Brasil e considerado um grande problema de saúde pública no mundo. Estudos que permitam o desenvolvimento de tratamentos alternativos são necessários, uma vez que essa iniciativa costuma ficar mais restrita ao nível governamental. Nesse sentido, várias alternativas de emprego de extratos e substância de origem natural têm sido avaliadas, porém, ainda há a necessidade de um estudo mais amplo, visando compreender o real potencial terapêutico e os fenômenos envolvidos com a farmacocinética, farmacodinâmica e toxicidade. No presente trabalho foi possível verificar que o metabolismo inicial pela microbiota de ceco de porco, muito similar humana, não atuou sobre a grandisina o que sugere um possível uso por via oral. Em reações biomiméticas foi obtida como produto de oxidação majoritário a deidrograndisina, molécula esta inédita na literatura, a qual também foi observada como metabólito no modelo que empregaram microssomas hepáticos de ratos. Esses dados indicaram uma possível metabolização de fase I, o que foi confirmado posteriormente em animais. Devido a sua polaridade foi desenvolvida uma emulsão para administração da lignana a qual pode posteriormente ser utilizada no ensaio de eficácia in vivo da grandisina. O ensaio in vivo indicou que os parâmetros farmacocinéticos desta lignana foram Cp0 728,16 ng mL-1, Ke 0,023 h-1, Vd 53,0 L Kg-1, t1/2 29,8 h, ASC0®¥ 40510,65 ng mL-1 h e Clearance 1,2 L h-1 Kg-1. Portanto, o trabalho relata de forma pioneira estudos pré-clínicos com um produto natural brasileiro contribuindo e dando suporte para possíveis estudos clínicos posteriores essenciais e obrigatórios para o registro de um novo medicamento para o tratamento da doença de Chagas. / Grandisin is a tetrahydrofuranic lignan for which many biological activities have been described. The antiparasitic action is the most studied biological activity. Chagas disease is endemic to Brazil and considered a big healthcare problem worldwide. Studies that allow the development of alternative treatment are necessary since research in this area is usually done by the government. Out of this reason, natural extracts and substances have been evaluated as alternative. However, a broader study still will be needed to recognize the real therapeutical potential and the phenomena related to pharmacokinetics, pharmacodynamics and toxicity. In this study, it was possible to verify that the initial metabolism of grandisin by pig ceacum microbiota, which is very similar to the human one, has not occurred what could suggest an oral use. In the biomimetic reactions, dehydrograndisin was obtained as the major oxidation product. This new compound has also been cited in literature as a metabolite produced by hepatic rat microsomes. These data suggest a possible phase I metabolism reaction, which later was confirmed in the animal model. Due to the low polarity of grandisin, an emulsion for intravenous administration was developed and may be used later in an in vivo efficacy assay. The in vivo assay has been evaluated and the lignan pharmacokinetic parameters were Cp0 728,16 ng mL-1, Ke 0,023 h-1, Vd 53,0 L Kg-1, t1/2 29,8 h, ASC0®¥ 40510,65 ng mL-1 h and Clearance 1,2 L h-1 Kg-1. Therefore, this study pioneeringly reports the pre-clinical study of a Brazilian natural product contributing to and supporting later clinical studies that are essential and mandatory for a new medicine registration for the treatment of Chagas disease

Foi realizada uma investigação fitoquímica envolvendo diversos órgãos de plantas adultas (raízes, caules, folhas, inflorescências e sementes), plântulas (cultivadas in vivo e in vitro) e suspensões celulares de P. solmsianum. Dos órgãos estudados de plantas adultas, as raízes apresentaram a maior complexidade e diversidade química da planta, abrangendo ácidos benzóicos e benzaldeídos substituídos, esteróides, fenilpropanóides, lignanas tetraidrofurânicas e aristolactamas, enquanto que os outros órgãos acumulam principalmente fenilpropanóides e lignanas tetraidrofurânicas. As raízes de plântulas apresentaram semelhança qualitativa de metabólitos secundários quando comparadas às raízes de plantas adultas. No entanto, as partes aéreas apresentaram diferentes compostos como farnesol, fitol e α-tocoferol. Os extratos de plântulas separadas por tamanho foram comparados em relação à diversidade dos metabólitos encontrados, não sendo observada uma variação qualitativa muito significativa. Os extratos obtidos das células de suspensões celulares de P. solmsianum indicaram prevalência de ácidos graxos e esteróides, enquanto que o extrato obtido do meio de cultura apresentou como componente majoritário o ácido salicílico. / The phytochemical investigation was carried out to describe the composition in organs of adult plants (roots, steams, leaves, inflorescences and seeds), plantlets (in vivo and in vitro) and cell suspensions of Piper solmsianum. The roots of adult plants presented highest chemical diversity including benzoic acids, benzaldehydes, sterols, phenylpropanoids, tetrahydrofuran lignans and aristolactams, whereas aerial organs accumulate mainly phenylpropanoids and tetrahydrofuran lignans. The roots from plantlets presented qualitative similarity of secondary metabolites when compared to the roots of adult plants. However, the aerial parts from plantlets presented different composition including farnesol, phytol and α-tocopherol in addition to phenylpropanoids, but the plantlets at different developmental stages showed no significant qualitative variation. The extracts of cell suspensions of P. solmsianum indicated a suppressed phenylpropanoid metabolism with fatty acids and sterols in the cells and salicylic acid as major excreted compound in the culture medium.

Foi realizada uma investigação fitoquímica envolvendo diversos órgãos de plantas adultas (raízes, caules, folhas, inflorescências e sementes), plântulas (cultivadas in vivo e in vitro) e suspensões celulares de P. solmsianum. Dos órgãos estudados de plantas adultas, as raízes apresentaram a maior complexidade e diversidade química da planta, abrangendo ácidos benzóicos e benzaldeídos substituídos, esteróides, fenilpropanóides, lignanas tetraidrofurânicas e aristolactamas, enquanto que os outros órgãos acumulam principalmente fenilpropanóides e lignanas tetraidrofurânicas. As raízes de plântulas apresentaram semelhança qualitativa de metabólitos secundários quando comparadas às raízes de plantas adultas. No entanto, as partes aéreas apresentaram diferentes compostos como farnesol, fitol e α-tocoferol. Os extratos de plântulas separadas por tamanho foram comparados em relação à diversidade dos metabólitos encontrados, não sendo observada uma variação qualitativa muito significativa. Os extratos obtidos das células de suspensões celulares de P. solmsianum indicaram prevalência de ácidos graxos e esteróides, enquanto que o extrato obtido do meio de cultura apresentou como componente majoritário o ácido salicílico. / The phytochemical investigation was carried out to describe the composition in organs of adult plants (roots, steams, leaves, inflorescences and seeds), plantlets (in vivo and in vitro) and cell suspensions of Piper solmsianum. The roots of adult plants presented highest chemical diversity including benzoic acids, benzaldehydes, sterols, phenylpropanoids, tetrahydrofuran lignans and aristolactams, whereas aerial organs accumulate mainly phenylpropanoids and tetrahydrofuran lignans. The roots from plantlets presented qualitative similarity of secondary metabolites when compared to the roots of adult plants. However, the aerial parts from plantlets presented different composition including farnesol, phytol and α-tocopherol in addition to phenylpropanoids, but the plantlets at different developmental stages showed no significant qualitative variation. The extracts of cell suspensions of P. solmsianum indicated a suppressed phenylpropanoid metabolism with fatty acids and sterols in the cells and salicylic acid as major excreted compound in the culture medium.

Os extratos de média polaridade de sete indivíduos de Piper solmsianum coletados em diferentes localidades foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência para se verificar diferenças quantitativas na concentração relativa de apiol, dilapiol, miristicina, grandisina, elemicina, isoelemicina e lignana tetraidrofurânica rel- (7R, 8R, 7\'R, 8\'R)-3,4,3\',4\'-dimetilenodioxi-5,5\'-dimetoxi-7,7\'-epoxilignana. Todos os perfis cromatográficos consistiam de apenas dois, três ou quatro picos majoritários. O(s) composto(s) majoritário(s) era(m) distinto(s) de planta para planta, e em um dos espécimes o pico predominante não era nenhum dos sete metabólitos secundários avaliados. Estudaram-se as variações diárias e anuais em três espécimes de uma população selvagem de P. solmsianum localizada na Reserva da CUASO, em São Paulo. A grandisina apresentou teores máximos no início da noite e teores mínimos no início da manhã. Apiol/dilapiol apresentou variação circadianas evidentes apenas em dois indivíduos, sendo que em um deles o teor máximo ocorreu por volta das oito horas da noite, e no outro, o teor máximo ocorreu por volta das cinco horas da manhã. A variação sazonal mostrou pequena amplitude de oscilação. Em dois espécimes o máximo teor de apiol/dilapiol e grandisina ocorreu no verão. No terceiro espécime não se observou variação periódica anual. / The crude extracts of seven individuals of Piper solmsianum collected in different places were analyzed by high efficiency liquid chromatography (HPLC) in order to determine changes in the relative content of apiol, dillapiol, myristicin, grandisin, elemicin, isoelemicin, and tetrahydrofuran lignan rel-(7R,8R,7R,8R)-3,4,3,4- dimethylenedioxy-5,5-dimethoxy-7,7-epoxylignan. All chromatographic profiles consisted of two, three or four major peaks with significant qualitative and quantitative differences. Major components were different from plant to plant and in one specimen an component different from the seven metabolites observed in most cases. The leaf extracts from three wild specimens of P. solmsianum collected at CUASO Reserve, showed annual and diurnal variations in apiol/dillapiol and grandisin relative concentrations. Three plants presented circadian variation with maximum content of grandisin late afternoon, and minimum content in the dawn. Apiol/dillapiol displayed clear circadian variation in two individuals, but without synchrony between phases. The maximum content was observed and in a second specimen around 8 p.m., and in the another specimen, the maximum content occur was observed at 5 a.m. The seasonal variation showed small amplitude of oscillation and in two individuals the maxima contents of apiol/dillapiol and grandisin were observed in summer

Os extratos de média polaridade de sete indivíduos de Piper solmsianum coletados em diferentes localidades foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência para se verificar diferenças quantitativas na concentração relativa de apiol, dilapiol, miristicina, grandisina, elemicina, isoelemicina e lignana tetraidrofurânica rel- (7R, 8R, 7\'R, 8\'R)-3,4,3\',4\'-dimetilenodioxi-5,5\'-dimetoxi-7,7\'-epoxilignana. Todos os perfis cromatográficos consistiam de apenas dois, três ou quatro picos majoritários. O(s) composto(s) majoritário(s) era(m) distinto(s) de planta para planta, e em um dos espécimes o pico predominante não era nenhum dos sete metabólitos secundários avaliados. Estudaram-se as variações diárias e anuais em três espécimes de uma população selvagem de P. solmsianum localizada na Reserva da CUASO, em São Paulo. A grandisina apresentou teores máximos no início da noite e teores mínimos no início da manhã. Apiol/dilapiol apresentou variação circadianas evidentes apenas em dois indivíduos, sendo que em um deles o teor máximo ocorreu por volta das oito horas da noite, e no outro, o teor máximo ocorreu por volta das cinco horas da manhã. A variação sazonal mostrou pequena amplitude de oscilação. Em dois espécimes o máximo teor de apiol/dilapiol e grandisina ocorreu no verão. No terceiro espécime não se observou variação periódica anual. / The crude extracts of seven individuals of Piper solmsianum collected in different places were analyzed by high efficiency liquid chromatography (HPLC) in order to determine changes in the relative content of apiol, dillapiol, myristicin, grandisin, elemicin, isoelemicin, and tetrahydrofuran lignan rel-(7R,8R,7R,8R)-3,4,3,4- dimethylenedioxy-5,5-dimethoxy-7,7-epoxylignan. All chromatographic profiles consisted of two, three or four major peaks with significant qualitative and quantitative differences. Major components were different from plant to plant and in one specimen an component different from the seven metabolites observed in most cases. The leaf extracts from three wild specimens of P. solmsianum collected at CUASO Reserve, showed annual and diurnal variations in apiol/dillapiol and grandisin relative concentrations. Three plants presented circadian variation with maximum content of grandisin late afternoon, and minimum content in the dawn. Apiol/dillapiol displayed clear circadian variation in two individuals, but without synchrony between phases. The maximum content was observed and in a second specimen around 8 p.m., and in the another specimen, the maximum content occur was observed at 5 a.m. The seasonal variation showed small amplitude of oscillation and in two individuals the maxima contents of apiol/dillapiol and grandisin were observed in summer